1.2 电生磁(1)
A组
1.最早发现电流周围存在磁场的科学家是(C)
A. 欧姆 B. 安培
C. 奥斯特 D. 焦耳
2.如图所示,下列说法中错误的是(D)
(第2题)
A. 这是模拟奥斯特实验的一个场景
B. 图示实验说明了通电导线周围存在磁场
C. 将图中导线所在电路中的电源正、负极对调后,重新闭合电路,小磁针偏转方向改变
D. 将图中导线断开,小磁针N极将指向地磁的北极
3.下图中,关于通电螺线管旁的小磁针受到通电螺线管磁力作用静止后指向正确的是(A)
4.用弹簧测力计悬挂一条形磁铁置于螺线管的正上方,如图所示。闭合开关S1,弹簧测力计示数将(A)
(第4题)
A. 变小
B. 先变小后变大
C. 变大
D. 不变
5.丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在着磁场,某校学生在实验室验证奥斯特实验,当水平导线中通有如图所示的电流时,S极将偏向纸外(填“纸内”或“纸外”);要使实验效果更加明显应使通电导线沿南北(填“东西”或“南北”)方向放置。21世纪教育网版权所有
(第5题)
6.根据图中通电螺线管的S极,标出磁感线方向、小磁针的N极,并在括号内标出电源的正、负极。
(第6题)
(第6题解)
7.通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似,其磁极可以用右手螺旋定则判定。
(第7题)
(1)图甲中螺线管的A端是N极。
(2)螺线管实际上就是由多个单匝圆形圈组成,通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场组合而成,因此应用安培定则也可以判断单匝圆形通电线圈的磁极。现一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图乙所示,则其B端是N极。21cnjy.com
(3)如图丙,地球周围存在磁场,有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成环形电流引起的,地球自转的方向为自西向东,则形成环形电流方向与地球自转方向相反(填“相同”或“相反”),物理学规定正电荷定向移动方向为电流方向,那么地球带负(填“正”或“负”)电。
B组
8.如图所示为条形磁铁和电磁铁,实线表示磁感线,则甲、乙、丙、丁的极性依次是(A)
(第8题)
A. S、N、S、S
B. N、N、S、N
C. S、S、N、S
D. N、S、N、N
【解析】 由图可知, 根据右手螺旋定则,可判定通电螺线管左端(乙)为N极,右端(丙)为S极,根据磁感线形状,可知甲、乙为异名磁极,丙、丁为同名磁极,因此甲为S极,丁为S极。
9.如图所示,闭合开关使螺线管通电,A螺线管的上端相当于磁体的N极,可以观察到左边弹簧伸长(填“伸长”“不变”或“缩短”,下同),右边弹簧缩短。21·cn·jy·com
(第9题)
【解析】 根据右手螺旋定则可知,A、B螺线管的上端均相当于磁体的N极。对于左边的弹簧来说,不管通电螺线管的极性如何,铁棒都会被吸引,故左边的弹簧会伸长;根据同名磁极相互排斥可知,右端弹簧会缩短。www.21-cn-jy.com
(第10题)
10.如图是探究通电直导线周围磁场分布的实验。实验时先在有机玻璃板上均匀地撒上铁屑,然后给直导线通电,为了更好地通过铁屑客观描述出磁场的分布情况,接下去的操作是轻敲有机玻璃板,该操作的主要目的是减小铁屑与玻璃之间的摩擦,使铁屑在磁场作用下动起来,说明力能改变物体的运动状态。为了进一步探究通电直导线周围磁场的方向,可用小磁针代替铁屑进行实验。
【解析】 当给直导线通电后,由于磁场的作用,铁屑将重新排列,但由于铁屑与玻璃板之间有摩擦,阻碍了铁屑排列,因此通过轻敲可以减小铁屑与玻璃板之间的摩擦。铁屑由静止变为运动说明力能改变物体的运动状态。小磁针N极指向表示该处磁场的方向,因此可用小磁针代替铁屑。
11. 学习了奥斯特实验后,小军和小民认为:通电的螺线管周围也存在磁场,可是,通电螺线管周围的磁场是什么样的呢?为此,他们找来器材并连成了图甲所示的实验电路,运用研究磁场的方法来探究通电螺线管外部的磁场。2·1·c·n·j·y
(第11题)
(1)小军使用小磁针来进行探究。他先在木板上螺线管一端标有黑点的九个位置(图甲)各放置了一个小磁针,通电后发现这九个小磁针的指向如图乙所示,改变通电电流的方向后,重新实验发现这九个小磁针的指向如图丙所示。 根据小军的实验,可以得出的结论是:【来源:21·世纪·教育·网】
①通电螺线管外部,中心轴线上各点的磁场方向是相同的;除中心轴线外,通电螺线管外部其他各点的磁场方向是不同的。21·世纪*教育网
②通电螺线管外部各点的磁场方向还与电流方向有关。
(2)小民的实验方法是:先在一张白纸中间按照螺线管的大小挖一个孔,然后把孔对准螺线管将白纸铺在木板上,再把细铁屑均匀地洒在白纸上,通电后轻轻敲击木板,发现细铁屑的排列情况如图丁所示;改变通电电流的方向后,重新实验发现细铁屑的排列情况基本没有变化。根据小民的实验现象,可以得出结论:通电螺线管外部的磁场与我们学过的条形磁体的磁场相似。
(第11题)
(3)小军和小民对他们的实验结论进行讨论后发现,如果把通电螺线管看做一个磁体,则它的N极和S极的位置是由通电电流的方向决定的。怎样描述通电螺线管中电流的方向与N极位置之间的关系呢?21教育网
小军经过反复思考发现:从通电螺线管的一侧看去,通电螺线管中电流的方向和N极位置的关系与拧电流表上的螺帽时螺帽旋转的方向和螺帽前进方向的关系非常相似。小军根据他的上述发现对“通电螺线管中电流的方向与N极位置的关系”的描述是:从通电螺线管的一侧看去,若电流是顺时针旋转的,则这一侧为通电螺线管的S极;若电流是逆时针旋转的,则这一侧为通电螺线管的N极。
【解析】 (1)小磁针在磁场中静止时N极指向与该点磁场方向一致,所以可以直接由通电螺线管周围的这些小磁针的N极指向情况判断。①由图乙或图丙的九个小磁针静止时N极指向可以看出:通电螺线管外部,中心轴线上各点的磁场方向是相同的;除中心轴线外,通电螺线管外部其他各点的磁场方向是不同的。②对比图乙和图丙,九个小磁针静止时N极指向恰好相反,说明通电螺线管外部各点的磁场方向还与电流方向有关。(2)通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似。(3)小军发现:通电螺线管中电流的方向和N极位置的关系与拧电流表上的螺帽时螺帽旋转的方向和螺帽前进方向的关系非常相似,这正符合右手螺旋定则。即从通电螺线管的一侧看去,若电流是顺时针旋转的,则这一侧为通电螺线管的S极,若电流是逆时针旋转的,则这一侧为通电螺线管的N极。
1.2 电生磁(2)
A组
1.下列措施中能增强通电螺线管磁性的是(C)
A. 减小螺线管中的电流
B. 减少螺线管的匝数
C. 在螺线管内插入铁芯
D. 改变螺线管中的电流方向
2.在如图所示电路中,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P向右移动时,图中的电磁铁(A)
(第2题)
A. b端是N极,磁性减弱
B. b端是S极,磁性减弱
C. a端是N极,磁性增强
D. a端是S极,磁性增强
3.如图所示,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁水平放置且左端固定,当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向左移动时,条形磁铁仍静止,在此过程中条形磁铁受到的摩擦力(A)
(第3题)
A.逐渐增大,方向向右 B.逐渐减小,方向向右
C.逐渐增大,方向向左 D.逐渐减小,方向向左
4.如图所示,闭合开关,铁块、弹簧在图中位置静止,电磁铁的上端为N(填“N”或“S”)极;当滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数将变大(填“变大”“变小”或“不变”,下同),弹簧的长度将变大。21·cn·jy·com
(第4题)
5.如图所示,闭合开关S,通电螺线管右侧的小磁针静止时,小磁针的N极指向左,则电源的右端为正极,若使通电螺线管的磁性减弱,滑动变阻器的滑片P应向左端移动。www.21-cn-jy.com
(第5题)
6.将如图所示的电磁铁连入你设计的电路中(在虚线框内完成,器材自选)。要求:①电磁铁磁性的有无可以控制;②能改变电磁铁磁性的强弱;③电路接通后使小磁针静止时在如图所示的位置。
(第6题)
(第6题解)
7.为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小丽同学作出以下猜想:
猜想A:电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性。
猜想B:通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强。
猜想C:外形相同的螺线管,线圈的匝数越多,它的磁性越强。
为了检验上述猜想是否正确,小丽所在的实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案:用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕制若干圈,制成简单的电磁铁,如图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。2·1·c·n·j·y
(第7题)
根据小丽的猜想和实验,请回答:
(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同,来判断磁性强弱;要改变通电螺线管线圈中的电流大小,可以通过移动变阻器滑片来实现。21·世纪*教育网
(2)通过比较a、b或a、c两种情况,可以验证猜想A是正确的。
(3)通过比较b、c两种情况,可以验证猜想B是正确的。
(4)通过比较d中甲、乙两个电磁铁,发现猜想C不全面,应补充电流大小相同这一条件。
B组
8.如图所示,GMR为巨磁电阻,其阻值随着磁场的增强而急剧减小。闭合开关S1和S2,电磁铁的右端是S极;将滑动变阻器的滑片P从中点滑到b端时,电压表的示数将变大(填“变大”“不变”或“变小”)。21教育网
(第8题)
【解析】 闭合开关S1,由右手螺旋定则可知,电磁铁左端为N极,右端为S极;将滑动变阻器的滑片P从中点滑到b端时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,因此电磁铁磁性减弱,周围磁场减弱。GMR的阻值随着磁场的增强而急剧减小,反之增大,因此其电阻是变大的。由串联电路分压的规律可知,电阻变大,所分得的电压也变大,故电压表的示数变大。www-2-1-cnjy-com
9.小明和同学利用身边的器材进行实验探究。他们先在铁钉上套薄塑料吸管,然后在薄塑料吸管上缠绕铁丝做成螺线管,将这个装置固定在支架上,如图所示。21*cnjy*com
(第9题)
(1)在下列物理现象中,可以利用图示的实验装置进行探究的是C(填序号)。
A. 通电直导线的磁场分布
B. 磁极间的相互作用规律
C. 电生磁
(2)如图所示的实验装置,可以探究插有铁芯的通电螺线管的磁性强弱与电流大小的关系。
(3)实验中当小明将开关闭合后,他们将变阻器滑片P从a端滑向b端,吸引大头针的数量增加(填“增加”“减少”或“不变”)。21cnjy.com
【解析】 (1)当铁丝中通过电流,产生磁场,可以吸引大头针,从而可探究电流产生磁场。(2)改变滑动变阻器上P的位置,可以改变电流的大小,从而探究通电螺线管磁性强弱与电流大小的关系。(3)当变阻器滑片从a端滑向b端,电流增加,电磁铁磁性增强,吸引大头针数量增加。
10.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。【来源:21cnj*y.co*m】
(第10题)
(1)实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱,当滑动变阻器滑片向左移动时,电路中的电流增大(填“增大”“不变”或“减小”),电磁铁吸引大头针的个数增多,说明电流越大,电磁铁磁性越强。2-1-c-n-j-y
(2)根据图示的情景可知,电磁铁甲的上端是南(或S)极;电磁铁乙(填“甲”或“乙”)的磁性较强,说明电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强;实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的,其原因是大头针被磁化,同名磁极相互排斥。【出处:21教育名师】
(3)实验结束后,小明发现电池使用说明中有一条提示:“请一次性更换所有电池,以免新旧电池混用”。他想新旧电池混用和不混用有什么区别呢?于是,他做了如下探究,他用一节新电池代替图中原来的电源,闭合开关后,用电压表测出电路的总电压,并观察电磁铁吸引大头针的数量,记录在下表中,然后再分别把两个新电池、一新一旧电池串联起来,替换原来的电源,重复上述实验,实验记录如下表所示。【版权所有:21教育】
电源
电路的总电压/伏
吸引大头针数量
一个新电池
1.5
较多
两个新电池串联
3.0
最多
一新一旧电池串联
1.3
较少
分析表中数据可知,串联的一新一旧电池给电路提供的电压小于(填“大于”“等于”或“小于”)一节新电池提供的电压,原因是:根据串联电路中电源电压等于各部分电路两端的电压之和,用一新一旧电池供电的电路中,废旧电池相当于在以一节新电池为电源的电路中串联了一个电阻,所以新旧电池混用,废旧电池会消耗新电池的部分能量。21世纪教育网版权所有
【解析】 (1)由图可知:甲、乙串联,乙的线圈匝数比甲的多,当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的电流增大,电磁铁吸引大头针的个数增多,说明电流越大,电磁铁磁性越强。(2)甲的线圈中的电流从左端流入,从右端流出,根据右手螺旋定则可知:甲的上端为 S极,下端为 N极;乙吸引的大头针数多,说明乙的磁性强,这说明:在电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强;大头针被磁化,同一端的磁性相同,互相排斥,所以下端分散。(3)从表中可以看到:串联的一新一旧电池电路提供的电压小于一节新电池提供的电压,这是因为在用一新一旧电池供电的电路中,废旧电池相当于在以一节新电池为电源的电路中串联了一个电阻,所以新旧电池混用,废旧电池会消耗新电池的部分能量。【来源:21·世纪·教育·网】